近红外光谱的结球甘蓝可溶性糖含量测定

结球甘蓝是一种富含碳水化合物的常见蔬菜,可溶性糖含量是决定其品质的重要参数。可溶性糖易溶于水,是蔬菜和水果口味的有效调节剂。作为碳水化合物,可溶性糖由三种元素C,H和O组成,其分子吸收光谱主要由被检测材料的分子中C-H,O-H和CO等基团的组合频率吸收和倍频吸收组成,包含丰富的有机物信息。因此,采用近红外光谱和化学计量学方法,探索结球甘蓝可溶性糖含量的快速检测方法。用德国布鲁克公司的MATRIX-Ⅰ型傅里叶变换近红外光谱仪采集161份结球甘蓝样本光谱数据。波数范围：12 800～4 000 cm-1(780～2 500 nm)。蒽酮比色法测量样本的可溶性糖。综合应用马氏距离法(MD)和蒙特卡洛交叉验证法(MCCV)剔除异常样本,采用Kennard-Stone(K-S)法将样本按照给定比例划分为校正集和验证集。分别使用Savitzky-Golay卷积平滑(S-G),一阶导数(FD),二阶导数(SD),多元散射校正(MSC)和变量标准化(SNV)及它们的组合共12种方法对样本进行光谱预处理,获得最佳预处理方法,提高光谱数据的信噪比。采用竞争性自适应重加权采样法(CARS)筛选偏最小二乘回归(PLS)模型中回归系数绝对值大的波数点,去掉回归系数绝对值小的波数点,以有效选择与所测特性值相关的最优波数组合,获得具有良好鲁棒性和强预测能力的校正模型。使用模型决定系数R2、交互验证均方根误差(RMSECV)、预测均方根误差(RMSEP)作为模型精度评价指标。根据蒙特卡洛交叉验证法和马氏距离剔除异常样本的原理,共剔除10个光谱或者化学值异常的样本。最终参与建模分析的样本个数为151。异常样本剔除后,通过K-S法将样本按照3∶1被分成校正集(110个样本)和验证集(41个样本)。使用原始光谱数据,预处理后的光谱数据和对应于优选波数的光谱数据,建立PLS模型。结果表明,利用MSC+FD光谱预处理可以提高建模精度,校正集R2从处理前的0.68增长到0.93,MSC+FD是本研究中理想的光谱数据预处理方法。利用CARS法共优选了84个建模波数。在12 000~10 000 cm-1波数区域内,有O-H键2级和C-H键3级倍频伸缩振动吸收,此区域主要的背景信息为水和其他含氢基团,在此区域内共包含了36个选定的波数。在8 500~6 000 cm-1区域,存在糖类和水的O-H键的1级倍频伸缩振动吸收,葡萄糖的O-H键的1级倍频伸缩振动吸收,该区域是包含反映可溶性糖成分的主要光谱区间,背景影响较小,CARS方法在此区域共选择了15个建模波数。5 800~4 000 cm-1区域与12 000~10 000 cm-1区域相似,包含的选定波数多,CARS方法在此区域选择了33个建模波数。利用CARS对参与建模的波数进行优选,减少了无关信息,降低了模型的复杂度,选择的波数不但引入了表征待测组分的光谱,同时还引入了代表背景信息的光谱,使得校正模型适应性增强。建立了结球甘蓝可溶性糖的全谱PLS模型,根据CARS波数优选结果,建立了结球甘蓝可溶性糖的CARS-PLS模型。对于全谱PLS定量模型,校正集的决定系数R2为0.93,RMSECV为0.157 2%,RMSEP为0.132 8%。对于CARS-PLS模型,校正集的决定系数R2为0.96,RMSECV为0.076 8%,RMSEP为0.059 4%。数据表明,两种模型具有相当的R2,但CARS-PLS模型的RMSECV是全谱PLS模型的1/2。RMSEP也接近1/2,CARS-PLS模型比全谱PLS定量模型所用建模变量少,模型得到简化,精度更优。用CARS-PLS模型对验证集41个样本进行预测,预测集决定系数R2为0.86,预测标准误差为0.059 4%。提供了一种工作效率较高的结球甘蓝质量无损检测方法。     

淡水湖泊藻类模型分析

利用非经典生物操纵法建立了鱼直接捕食藻类的模型.气候变化导致的温室效应越来越突出,鱼及藻类的生长对磷的消耗率等因素都与湖水温度有关,模型中考虑了温度的影响.分析了边界平衡点、正平衡点的存在性以及稳定性.得到了藻类和鱼灭绝的阈值,讨论了生态学意义.     

二阶线性矩阵微分系统振动的变分准则

讨论了二阶线性矩阵微分系统(P(t)Y′(t))′+Q(t)Y(t)=0,t≥t0的振动性,其中P(t),Q(t)和Y(t)是n×n实连续矩阵函数, P(t)和Q(t)是对称的,且P(t)是正定的(t≥t0).采用变分方法,得到了该系统振动的向量形式的新准则,并举例进行了验证.     

三维爆炸与冲击问题的大规模高性能计算研究

爆炸与冲击问题常常涉及到材料的大变形、多种物质交界面处理及各种强间断的处理,对此类问题采用Euler方法具有显著的优势．对于Euler方法的并行计算,由于在扰动未到达之前某些网格的物理量是不发生变化的,采用固定分区方法并行策略容易出现负载不均衡,且计算效率不高．为解决这一问题,采用动态并行策略,即计算域随着扰动传播而扩充,并采用国际上通用的MPI并行模式设计出相应的动态并行程序．从程序测试结果来看,动态并行程序结果与原有并行程序结果一致,且与实际情况也是一致的．     

一种基于百度指数的城市日游客规模预测方法

百度指数数据为预测游客规模提供了新思路。以杭州市为例，首先研究新浪微博签到数据与统计年鉴中实际游客量的关系，用新浪微博签到人数模拟实际旅游人数，建立杭州市日游客规模自回归移动平均（auto regressive moving average,ARMA）模型，并进行预测；然后结合计量经济学中的协整检验和格兰杰因果关系检验，分析百度指数与微博签到人数之间的关系，利用百度指数空间分布特征及主成分分析后提取的3个解释变量构建向量自回归（vector auto regression,VAR）模型；最后比较了2个模型的预测精度。结果显示，百度指数存在地理空间属性，且与新浪微博签到人数互为格兰杰因果关系，存在1~23 d的滞后期。此外，相比ARMA模型，考虑了百度指数地理属性的VAR模型在样本期内的预测精度提高了13.1%，在样本期外的预测精度提高了27.9%。研究表明，百度指数的时间和空间属性对游客规模预测有重要意义和价值。     

一道二阶常系数非齐次微分方程的八种解法

针对一道研究生入学考试试题,即求微分方程y″-3y′+2y=2xex的通解,利用待定系数法、常数变易法、算子法、降阶法、积分因子法、拉普拉斯变换法以及MATLAB软件分别给出八种解法.     

Rayleigh分布中参数估计的损失函数和风险函数的Bayes推断

给出共轭先验分布下,Rayleigh分布中参数估计的损失函数和风险函数的Bayes估计及其为保守估计的一般条件,说明了条件的合理性,并利用中国按行业分城镇单位就业人员平均工资(2009)做实证分析来阐明结论.     

ScF3，NaScF4，(NH4)2NaScF6的可控合成与上转换发光性能的研究

钪基氟化物化学性质稳定、声子能量低、无辐射弛豫概率较低,是一种新型高效的基质材料,并且Sc3+半径较小,能与多种氨羧络合剂形成稳定的螯合物,因而具有更加奇特的物理和化学性质,近年来,成为许多科学家研究的热点。以聚乙烯二胺(PEI)作为表面活性剂,采用水热法在反应温度为200 ℃时成功制备了ScF₃∶Yb3+/Er3+,NaScF₄∶Yb3+/Er3+,(NH₄)₂NaScF₆∶Yb3+/Er3+纳米上转换发光材料。通过X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪对所制备样品的晶相、形貌和发光特性进行了研究,结果显示：通过改变反应物NH₄F和Ln3+的比例(NH₄F/Ln3+=1∶1,2∶1,2.5∶1,3∶1,4∶1,6∶1,10∶1,20∶1,30∶1,40∶1,50∶1)实现了对样品产物、晶相、形貌的控制。当NH₄F/Ln3+为2.5∶1时,生成了纯立方相的ScF₃;在NH₄F/Ln3+为4∶1时,生成了六角相的NaScF₄;在NH₄F/Ln3+为40∶1时,生成了一种纯立方相的新型基质材料(NH₄)₂NaScF₆,样品结晶度高,形貌均一,有正方形片状和足球状多面体;在980 nm红外激光的激发下,不同NH₄F/Ln3+比例生成的样品发光呈现桔黄→桔红→绿→黄绿等多种颜色的变化。实验表明仅改变NH₄F一种原料的用量,就可以生成ScF₃∶Yb3+/Er3+,NaScF₄∶Yb3+/Er3+和(NH₄)₂NaScF₆∶Yb3+/Er3+ 三种不同的产物,说明NH₄F的用量对产物的生成有决定性的作用,对晶相的转换、颜色的调控亦有重要影响。     

冲击加载下铝中孔洞长大的微观机理分析

 利用扫描电镜和透射电镜观测了冲击加载后高纯铝损伤状态孔洞的分布,发现在冲击波加载后,高纯铝中出现了大量的孔洞,孔洞大小多集中在百纳米尺度,分布不均匀,且呈现出带状形貌,局部区域的孔洞在冲击波作用下优先发展,孔洞长大,形成微米级的大孔洞。进一步的观测发现,在孔洞周围出现了大量的位错发射,发射方向位于{111}晶面上,是面心立方金属的密排面。运用分子动力学模拟进行了对比研究,验证了位错发射方向与观测结果是一致的。     

气体放电紫外辐射特性的数值模拟

为了提高共面介质阻挡放电(DBD)的真空紫外线(VUV)辐射效率,采用流体模型研究了Ne/Xe混合气体的压强及Xe含量对DBD真空紫外辐射特性的影响。数值模拟结果表明:在一定的放电电压下,增加Xe的含量或气体压强,147nm的真空紫外辐射效率明显下降,但173nm真空紫外辐射效率得到了较大的提高,即总的VUV辐射效率有较大的提高;气压过高会降低VUV辐射总量(发光亮度)。